粗糙度模式对硬盘气膜承载特性的影响

当前硬盘中磁头磁盘之间气膜的厚度已经接近或低于分子平均自由程,在这种情况下表面粗糙度及气体稀薄效应的影响不容忽视.应用最小二乘有限差分法,求解考虑气体稀薄效应并引入压力流因子和剪切流因子的量纲一雷诺方程,研究了不同粗糙度模式下硬盘超低飞高(1nm~2nm)气膜的承载特性.数值结果表明:粗糙度模式对超低飞高气膜压力分布及承载力的影响较大,而对压力中心的影响较小;在各种粗糙度模式情形下,磁头取横向粗糙度模式时,可使气膜压力分布升高,并提高气膜的承载力.     

基于状态空间法的结构动力学建模与简化算法

介绍一种利用模态变换和状态空间理论求解多自由度系统动力学特性和动态响应的方法。该方法可以通过多个单自由度系统模态叠加得出系统的总体频率及时域响应,并可以排序各阶模态对总体响应的相对重要性;通过对各阶模态进行排序,忽略一些不太重要的模态,以对模型进行降阶处理获得简化模型。以简单的悬臂梁模型为例介绍了如何利用有限元模态分析求解模型的特征值和特征向量并建立状态空间模型,并对结构动态响应进行简化计算分析的过程。数值结果表明：该悬臂梁的降阶简化模型和全模型的结果非常接近,验证了该方法在简化计算分析过程的同时可以保证分析的准确性。     

磁盘速度与容纳系数对硬盘气膜静态特性的影响

随着硬盘(Hard disk drives,HDDs)中浮动块与磁盘间飞行高度的降低,气体分子与磁头/磁盘间的交互作用逐渐增强,磁盘速度及容纳系数(Accommodation coefficients, ACs)对气膜承载特性的影响越来越重要。采用一种无网格法—最小二乘有限差分(Least square finite difference, LSFD)法,对简化的分子气膜润滑(Molecular gas film lubrication, MGL)方程进行求解,研究了磁盘速度、磁头和磁盘表面ACs对HDDs超低飞高气膜静态特性的影响。数值结果表明：对称性分子交互作用时,磁头和磁盘表面ACs对气膜静态特性的影响明显;非对称性分子交互作用时,磁盘表面ACs对气膜静态特性的影响较大,而磁头/浮动块表面ACs的影响较小;不同ACs条件下,随着磁盘速度或最小飞行高度的增加,压力幅值点位置的变化较均匀。     

头/盘界面均匀化Reynolds方程及其高效数值求解

当硬盘工作时,磁头滑块飞行在高速旋转的磁盘上方,头/盘界面产生了一层只有几个纳米的气膜,该气膜润滑方程为考虑气体稀薄效应的修正Reynolds方程。为了提高磁记录密度,人们正在考虑用离散磁道（Discrete Track Recording,DTR）磁盘取代传统的光滑磁盘。由于这种DTR磁盘表面磁道和沟槽的影响,在数值求解修正Reynolds方程的过程中,就需要足够多的离散网格来分辨出DTR磁盘表面几何形状,从而带来了计算效率问题。基于均匀化理论和修正Reynolds方程的线性流率（Linearized Flow Rate,LFR）模型,该文推导了一个适合分析DTR磁盘气体润滑特性的均匀化Reynolds方程,并采用有限体积法对均匀化Reynolds方程进行了求解和验证。其结果显示：相对于修正Reynolds方程,求解均匀化Reynolds方程只需要很少的离散网格,从而节省了大量的计算时间,大幅提高了计算效率,且两者压力分布、压力中心和承载力的最大相对误差都小于3.5%。     

化学机械抛光技术研究现状与展望

化学机械抛光技术几乎是迄今唯一可以提供全局平面化的表面精加工技术,可广泛用于集成电路芯片、计算机硬磁盘、微型机械系统(MEMS)、光学玻璃等表面的平整化.本文综述了CMP的技术原理和CMP设备及消耗品的研究现状,指出了CMP急待解决的技术和理论问题,并对其发展方向进行了展望.